1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
2 2.景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 景德镇 333403
钙钛矿结构的铝酸镨(PrAlO3)具有较高的稳定性并能提供可被其它镧系稀土离子掺杂的格位, 有望成为一种新型中子吸收材料基体, 目前对PrAlO3的研究主要集中在单晶材料的制备方法及其光学、磁学等特性。本工作采用固相反应合成法, 以正硅酸乙酯(TEOS)作为液相助烧剂, 制备了高致密度钙钛矿相PrAlO3陶瓷, 并采用XRD、SEM、顶杆法和激光闪光法系统表征了PrAlO3陶瓷的显微结构及热物理性能。结果表明, 通过在1200 ℃预先合成PrAlO3粉体并添加质量分数为0.4%~1.0%的TEOS作为液相助烧剂, 在1500 ℃左右烧结可获得相对密度大于99%的PrAlO3陶瓷; 而未添加助烧剂获得的产物相对密度仅为96%。PrAlO3陶瓷在亚临界温度360 ℃时的热导率为4.99 W·m-1·K-1, 优于Dy2TiO5和GdAlO3陶瓷, 并且室温到800 ℃的线性热膨胀系数仅为10.2× 10-6 K-1。同时, PrAlO3陶瓷的抗弯强度和维氏硬度分别达到95.55 MPa和7.95 GPa, 荧光光谱表现出Pr3+的特征发射峰。研究结果显示, 高密度钙钛矿相PrAlO3陶瓷制备方法简单, 具有较好的热物性和力学性能, 作为一种稀土基中子吸收核用材料具有较好的应用前景。
PrAlO3 钙钛矿相 热物性能 核用材料 PrAlO3 perovskite phase thermophysical property nuclear materials
1 1.景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 景德镇 333403
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050
镨的倍半氧化物(Pr2O3)是合成荧光粉和激光增益介质的重要原料, 由于其易发生镨的变价并在空气中吸水而受到的关注较少。本研究采用不同表征手段研究在空气和在氩氢混合气氛下Pr6O11还原为Pr2O3的过程机理以及两种粉体的物相、微观形貌、粒度及价态等, 并进一步分析以上两种氧化镨的发光特性与镨的价态关系。结果表明: 两种气氛下氧化镨的相变过程显著不同, 还原性的Ar/H2气氛可以加快Pr6O11的还原过程, 在800 ℃即可得到Pr2O3。含Pr3+的Pr2O3除了导带到价带跃迁导致的紫外吸收外, 还存在因f→f跃迁引发的可见光波段的吸收, 而Pr6O11对波长超过320 nm的紫外-可见光有较强吸收, 这与Pr4+和氧之间电荷转移有关。Pr2O3的荧光发射光谱中的宽谱带显示Pr3+的4f5d轨道的最低能级在1S0之下, 同时含Pr4+的Pr6O11在404 nm处的荧光强度降低63%, 这归因于Pr3+/Pr4+之间的能量耗散。这种荧光性能的差异可用于含谱的高氧离子迁移率陶瓷或晶体中Pr的价态分析。本工作研究的Pr6O11到Pr2O3在不同气氛下的转变过程及相关机理性能, 有望推动Pr2O3在不同领域的应用。
Pr2O3 Pr6O11 光学性能 Pr2O3 Pr6O11 optical property
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
2 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院， 重庆 401331
设计了一种基于全集成GaN工艺平台，具有抗负压、抗共模噪声的电平位移电路。相较于传统的电平位移电路，通过电路设计将驱动部分的低电压域同高侧部分电路的低电压域保持一致，实现了抗负压的功能。除此之外，针对半桥驱动开关节点的抬升、下降引起内部电容充放电并导致信号逻辑错误的问题，对高侧部分电路进行设计，实现了抗共模噪声的能力。在200 V GaN工艺下，电平位移电路将0~6 V的输入信号转换至200~206 V。仿真结果表明，该电平位移电路的上升传输延时为4.74 ns，下降传输延时为4.11 ns，抗开关节点负压为-4 V，具有100 V/ns共模噪声抑制能力。
全集成GaN电路 电平位移电路 抗负压 抗共模噪声 fully integrated GaN circuit level shifter negative rail compatibility common mode noise immunity
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
为了满足MHz以上频率的GaN半桥栅驱动系统的应用需求,提出了一种高速高可靠性低功耗的低FOM电平位移电路。串联可控正反馈电平位移电路通过仅在转换过程中减弱正反馈力度,实现了低传输延迟和高共模噪声抗扰能力,同时采用最小短脉冲电路设计以降低功耗。该电平位移电路基于0.5 μm 80 V高压(HV) CMOS工艺进行设计与仿真验证,结果表明,电路具有960 ps的传输延时、50 V/ns的共模噪声抗扰能力和0.024 ns/(μm·V)的FOM值。
电平位移电路 GaN半桥栅驱动 最小短脉冲 level shifter GaN half-bridge gate drive minimum short pulse
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 华润微集成电路(无锡)有限公司, 江苏 无锡 214135
3 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
设计了一种适用于GaN半桥栅驱动的高噪声抗扰度的电容式电平位移电路。在浮动电源轨发生dV/dt切换和减幅振荡时,采用去耦开关完全消除了影响输出状态的共模噪声,采用动态开关减小了电路失配引起的差模噪声。利用电容耦合技术实现了高负压容忍度、亚纳秒级延时和低功耗。采用0.18 μm高压BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明,在50 V电平转换下,该电平位移电路的共模瞬态抗扰度达到200 V/ns,200 V/ns转换速率下的失配容忍度达到30%,负压容忍度达到-5 V,平均传输延时为0.56 ns。
GaN半桥栅驱动 电容式电平位移电路 高噪声抗扰度 高负压容忍度 half-bridge GaN driver capacitive level shifter high noise immunity high negative voltage tolerance
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 华润微集成电路(无锡)有限公司,江苏 无锡 214135
3 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
设计了一种适用于GaN栅驱动的高速、高共模瞬态抗扰度的电平位移电路。电路受PWM信号和短脉冲协同控制,利用短脉冲控制的加速电路提升了电平转换速度。在浮动电源轨高速切换和减幅振荡过程中,电路内部对地寄生电容的充放电会导致输出逻辑错误。针对此问题,采用一种高速、低功耗的交叉控制式噪声屏蔽电路,实现了极高的共模瞬态抗扰度。采用0.35 μm高压CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在100 V电平转换情况下,该电平位移电路的平均传输延时为1.58 ns,延时失配小于100 ps,共模瞬态抗扰度达到200 V/ns。
GaN栅驱动 电平位移电路 高速 高共模瞬态抗扰度 GaN driver level shifter high-speed high common-mode transient immunity
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210393
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Electromagnetics and Acoustics and School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Department of Physics, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
Multifrequency superscattering is a phenomenon in which the scattering cross section from a subwavelength object simultaneously exceeds the single-channel limit at multiple frequency regimes. Here, we achieve simultaneously, within a graphene-coated subwavelength structure, multifrequency superscattering and superscattering shaping with different engineered scattering patterns. It is shown that multimode degenerate resonances at multiple frequency regimes appearing in a graphene composite structure due to the peculiar dispersion can be employed to resonantly overlap electric and magnetic multipoles of various orders, and, as a result, effective multifrequency superscattering with different engineered angular patterns can be obtained. Moreover, the phenomena of multifrequency superscattering have a high tolerance to material losses and some structural variations. Our work should anticipate extensive applications ranging from emission enhancing, energy harvesting, and antenna design with improved sensitivity and accuracy due to multifrequency operation.
superscattering pattern shaping subwavelength structure graphene plasmon polariton Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 123601
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，南京 210023
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
布拉格(Bragg)光纤是一种由空气孔芯和高低折射率介质层交替周期性排列的包层两部分构成的一维光子晶体光纤。文章以碲酸盐玻璃为基质，设计了一种高折射率实芯Bragg光纤，并采用传输矩阵法和Bloch理论数值研究了其传输特性，获得了实芯Bragg光纤的结构参数与其模场分布、色散特性等传输特性之间的关系。仿真实验结果表明，当Bragg光纤的填充率d/Λ为0.15、半径R为5 μm、折射率差Δn为0.02、周期Λ为1.2 μm和包层为3个周期时，Bragg光纤在1 064 nm零色散波长附近具有最平坦的色散特性，同时还具有非常低的传输损耗，损耗值为0.775 dB/m。
高折射率实芯 Bragg光纤 传输矩阵 传输特性 色散平坦 HIC Bragg fiber transfer matrix transmission characteristics flat chromatic dispersion
1 上海航天设备制造总厂, 上海 200245
2 哈尔滨工业大学MEMS中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了提高新型航天运载火箭中电容式液位传感器系统的电容检测性能, 设计了一款适用于航天运载火箭中电容式液位传感器的接口专用集成电路(Application Specitic Integrated Circuit,ASIC)芯片。首先, 完成了整体电路的系统级设计, 实现了对电容式液位传感器输出电容的线性检测, 将传感器输出电容量转化为与之呈线性关系的电压量输出。然后, 对接口ASIC芯片的线性度、噪声特性和温度环境适应性进行了理论分析与研究。最后, 采用0.5 μm CMOS工艺完成接口ASIC的流片, 并进行了芯片的性能测试。实际测试结果显示, 芯片电容检测非线性为0.005%, 输出噪声密度3.7 aF/Hz(待测电容40 pF), 电容测量稳定性7.4×10-5 pF(参考电容40 pF, 待测电容40 pF, 1 σ, 1 h), 输出零位温度系数4.5 μV/℃。测试结果证明, 该接口ASIC的电容检测性能已经达到国外最高性能的电容式液位传感器液位测量芯片的水准, 可以广泛应用到多种电容式检测传感器中。
电容式液位传感器 微弱电容检测 接口ASIC芯片 开关电容电路 capacitive liquid level sensor weak-capacitance detection interface Application Specitic Integrated Circuit( switched-capacitor circuits
